Bir parametrik peyzaj şehirciliği yöntemi: En uygun çözüm araştırması

(A parametric landscape urbanism method: The search for an optimal solution)

• Yrd. Doç. Dr. Sevil YAZICI

• Department of Interior Architecture and Environmental Design, Faculty of Architecture and Design, Özyeğin University, Istanbul, Turkey

• Received: August 2016 • Final Acceptance: November 2016 • Amaçlanan yöntem, uluslararası bir tasarım yarışmasında

uygulanmıştır.

20162109005 NİDA HACIBEKİROĞLU BİLGİSAYAR ORTAMINDA SANAT VE TASARIM

İÇERİK Özet Peyzaj Şehirciliği kavramı Bir parametrik peyzaj şehircilik yöntemi Sonuç

Resim 1. Parametrik Peyzaj Tasarımı

Peyzaj kentlerin ayrılmaz bir parçasıdır. Peyzaj Şehirciliği kavramında amacı kentleşmeyi ve kent

organizasyonunu var olan peyzajın yönetmesidir. Parametrik peyzaj kentçilik yöntemi, , Avrupa'da geliştirilmekte

ve uygulanmaktadır. Metodoloji, üç aşamadan oluşur; 1-sitenin alanını tanımlama 2-parametre üretme 3-evrimsel algoritmaları kullanan optimizasyon süreci. Sonuç olarak, yeşil alan dağılımı için tekrarlamalar oluşturma ve

yeşil alan oranlarını belirleyerek bir çözüm alanı oluşturulur.

Özet

Giriş Ekolojik farkındalık kavramı: Çevresel konular ile ilgili olarak

farkında olma durumu; çevresel sorunlara çözüm üretmek ve sürdürülebilir yaşam yaratmak için farklı yöntemler araştırılmaktadır. Peyzaj mimarlığı kavramı: Açık alan, kamusal alan ve insan

faaliyetleri ile doğal çevre arasındaki ilişkiyi ele alır. Bu anlayış ; ekoloji, bahçıvanlık, arazi bilimi, jeoloji, toprak, hidroloji, botanik, biyoloji, kimya ve fizik bilgilerini içermektedir.

Resim 2. Parametrik Peyzaj Tasarımı

Giriş Dijital bilgisayar modelleri, Bilgisayar destekli tasarım (CAD)

ve coğrafi bilgi sistemleri (CBS) aracılığıyla , arazi kullanım kararlarının görsel etkisinin değerlendirilmesi ve peyzajların modellenmesi ve izlenmesi gibi çeşitli amaçlar için kullanılır. Parametrik tasarım kavramı: Metot olarak bazı değişkenlere

bağlı olarak tasarıma yön verilmesi durumudur.

Resim 3. Parametrik Tasarım

Giriş Peyzaj Şehirciliği kavramı, parametrik tasarım sistemleri de

dahil olmak üzere ileri dijital teknikler kullanılarak binaların tasarımı yerine şehrin peyzaj tasarımına öncelik vererek kent planlamasını oluşturmasına odaklanır Peyzajın gelişimi (çukurlar, drenaj ve ıslah) ve kentlerin

şekillendirilmesi (sokak planları, kanal sistemleri), koruma sistemleri (su korumaları, tahkimatı) ve altyapı (kanallar, limanlar, yollar ve demiryolu hatları) birbirine bağlı unsurlardır. Peyzaj şehirciliğinin amacı, yeni bir alt yapısal duyarlılığı

barındıran, ekolojik sistemleri iyi bir şekilde geliştirilmiş zemin anlayışı ile üreten, bütünleştiren ve yönlendiren yeni açık alan morfolojileri üretmektir.

2. Metodoloji/Yöntem • Metodoloji, bir ana plan ve yeşil alanların dağılımı için üç

aşamadan oluşan tekrarlar oluşturularak uygulanmaktadır: • 1- Alanı tanımlamak • 2- Parametre oluşturmak • 3- Optimizasyon işlemi Autocad kullanılarak iki boyutlu (2D) CAD planı, Rhinoceros 3D geometrik modelleme yazılımına eklenir. Buna ek olarak, Grasshopper ve Galapagos tasarım araçları da kullanılmaktadır.

Resim 4. Rhinoceros Programı Tasarım Örneği

2. Metodoloji/Yöntem Yeşil alan dağılımı ile ilgili parametreler, bu araştırmada modeli

basitleştirmek ve gereken bilgi işlem gücü ve çalışma süresini azaltmak için seçilmiştir. Parametrik modeller nesnel ölçütlere sahip sistemler

oluşturmamızı sağlamış olmasına rağmen, site kısıtlamaları, program, performans gereksinimleri, planlama düzenlemeleri ve iklim gibi tasarım süreci boyunca tam olarak ele alınması gereken kapsamlı bir konudur. Bu nedenle, parametrik modelin basitleştirilmesi kritik bir rol oynamaktadır.

2.1. Site alanının tanımlanması Alan Tuna Nehri'nin batı kıyısında Hırvatistan ile Sırbistan

arasında bulunuyor. Siteye en yakın kasaba Hırvatistan'da Zmajevac ve Sırbistan'da Bački Monoštor'dur. Topografya neredeyse düz ve hafif bir iklime sahiptir. Sahanın alanı yaklaşık 7 km2'dir Yoğunluk potansiyeli 340.000 kişidir.

Resim 1.0. Ana plan

2.1. Site alanının tanımlanması Tasarıma göre, yapay ekoloji konsepti, sistematik bir yerleşim

planı ile doğa benzeri bir yapı ortamı sunacaktır. Dikey kentsel planlama önerilecektir. Tasarım sürecinde, alanının Hırvatistan ve Sırbistan'daki ana

yolların sınırları araştırılmıştır. Alanı diğer ülkelere ve şehirlere bağlamak için ana yollar kullanılmaktadır.

Resim 5. Rhinoceros Programı Tasarım Örneği

2.2. Hesaplamalı geometrinin üretilmesi NURBS yüzey tanımlayan nitelikler; Pi kontrol noktaları P yüzey dereceleri Pi’nin ağırlığı Wi Ni B-eğrisinde temel fonksiyon Homojen nokta Piw Yüzey grid yapısında modellenirler. Gridin her bir hücresi yüzey yaması olarak adlandırılır. 3B yüzeyler 2B denklemlerle tanımlanırlar. (u,v) Yüzeylerin modellenmesinde yüzeyler şekilde de görüldüğü gibi

üçgen yada dörtgen ağ şeklinde parçalara bölünürler.

2.2. Hesaplamalı geometrinin üretilmesi Alanın şekli geometrik olarak analiz edilir. Alan sırasıyla x ve y

yönlerinde yaklaşık 2.9 km ve 3.8 km boyutlarına sahip düzensiz bir geometriye sahiptir. Geometri iki serbest form NURBS profil eğrisi ve düz çizgiler

veya eğriler halinde üretmek suretiyle oluşturulmuştur. .

Şekil 2. Alanı oluşturan NURBS eğrilerinin analitik çalışması: A- Eğriler ve düz çizgiler de dahil olmak üzere parçaların uzunluğu; B-Kesitlere dik çizgilerin dikey uzunluğu,

Yüzey şekli Rhino kullanılarak loft komutu ile üretilir. Bir NURBS yüzeyi, yüzeyin x ve y yönündeki bölümleri olan U ve V

değerleri olarak adlandırılan iki bağımsız parametrenin polinomları tarafından tanımlanabilir. Yüzeyin geometrik özellikleri ile kuzey-güney yönündeki ana

yollar tarafından adlandırılan bir grid ve bir alt grid sisteme entegre edilmiştir. Yüzeyin ızgaralı eleman sayısını arttırarak veya azaltarak, parsel

boyut ve şekilleri değiştirilebilir ve parsellenmesi için seçenek üretilir

2.2. Hesaplamalı geometrinin üretilmesi

Şekil 3. Ana plan geometrisinin üretilmesi.

Bina geometrilerinin oluşumundaki kurallar, sırasıyla w ve l'nin

binanın genişliğini ve uzunluğunu temsil ettiği şekilde belirtilebilir: Kural 1: w <l / 5. Kural 2: konumlandırma / Kuzey Güney. Kural 3: bina sınır / ofsetleme Parsellerden 5 metre ileriye doğru.

2.2. Hesaplamalı geometrinin üretilmesi

• Galapagos, Grasshopper’da bir optimizasyon motorudur. • Galapagos adlı fonksiyon ile fitness ve genome adı altında iki

farklı tür bileşen bağlanarak evrimsel çözümleyici yapılabilir. • Evrim, bir nüfustan randomize bireyler üretmek suretiyle başlar;

Her yineleme bir nesil olarak adlandırılır ve sabit nesil sayısına ulaşılana kadar sürdürülür.

• Evrimsel hesaplamada genome olarak adlandırılan değişkenler, değiştirilebilen değerlerdir.

• Genomelerin her kombinasyonu belirli bir Fitness ile sonuçlanır. • İlk adım, model alanını rastgele bir grup birey ya da sözde

genomlarla doldurmaktır.

2.3. Optimizasyon süreci

• Seçme süreci en uygun olanın hayatta kalmasını bulmayı

amaçlarken birleşim gen kombinasyonunu temsil eder. • Seçim algoritması tarafından çiftleşmeye seçildikten sonra, birey

popülasyondan bir çiftçi seçmelidir. • Seçim, genomik mesafe ile gerçekleşir. • Çok fazla birey seçmemek için, aynı soyadı ile çiftleşme faktörü

Galapagos programında belirlenebilir. • Seçim, birleştirme ve birleşmenin bir popülasyonun biyo

çeşitliliğini azaltma eğilimi göstermesi nedeniyle, çeşitliliği ortaya çıkaran tek mekanizma mutasyon değişikliklerini getiren mutasyondur.

2.3. Optimizasyon süreci

Alan girdisine dayanan profil eğrileri hesaplama yüzeyini

oluşturmak için çatı kumandasına atanır. Ardından, loft yüzey NURBS yüzeyinin U ve V değerlerini kontrol

eden sayı kaydırıcısına dayalı olarak değiştirilebilen ve modelde 20 alt yüzeylere bölünür.

Bölünmüş yüzeyler, bir listeden belirli öğeleri alacak öğeler olarak çıkarılır.

Öğeler sahte rasgele sayıların bir listesini oluşturabilen rasgele düğmeye bağlıdır.

Aralık (R), Sayı (N) ve Tohum (S) olmak üzere üç değişkene sahiptir. R, rasgele sayı aralığının alanını temsil ederken, N, rastgele değer sayısını ve r, rastgele bir motorun tohumunu temsil eder.

Optimizasyon işleminde kullanılan başlangıç ayarları aşağıdaki gibi gösterilir:

R = 0-1200 K = 250-300 S = 1-5

2.3. Optimizasyon süreci

• Metin paneli aracılığıyla bir liste oluşturulur. Kod tarafından üretilen

parseller bina parsellerini temsil ederken, geri kalan alanlar yeşil alanları temsil etmektedir. Parametreleri değiştirerek parsel düzenindeki farklı varyasyonlar ve bu nedenle yeşil alanların ve bina parsellerin farklı dağılımları oluşturulur. Hesaplamanın azaltılması gerekliliği nedeniyle, optimizasyon sürecinde yollar hariç tutularak model basitleştirilmiştir.

2.3. Optimizasyon süreci

2.3. Optimizasyon süreci

Şekil 4. Grasshopper ; Paketler bina parselleri olarak gösterilirken kalan kısmı yeşil alan olarak kabul edilir.

• Bina alanları en aza indirilerek, yeşil alan değerleri arttırılmıştır. • F, N değerleri, yeşil alanlar ve yeşil alanların toplam alana oranını

gösteren yeşil alan oranları belirtilmiştir.

• En uygun çözüm (I-1), toplam kümülatif yapı alanı olan 4.907.662.24 metrekare olan küresel maksimuma ulaşarak, uygunluk değeri (F) 17.527.3651 olan N = 280 ve S = 4 için elde edilir.

• N = 276, S = 1 ve F = 19.228.3056 hesaplanarak elde edilen en kötü çözüm (I-2), toplam yapı alanı 5.307.012.36 m2'dir.

• I-3 ve I-4 en uygun ve en az uygun çözüm arasında üretilir. • Sistemin, N = 250 veya 300 ve S = 0 veya 5 (I-5, I-6) olduğu değişkenler

için maksimum veya minimum değerleri kullanarak herhangi bir çözüm üretmediği

• Optimizasyonun beklenmedik sonucu, I-3 ve I-4'ün daha küçük bir parsel alanı elde etmesine rağmen, optimizasyon hesaplamasını takiben en uygun çözümler olarak kabul edilmediğidir.

3. Sonuç

3. Sonuç

Tablo 1. I-1 ve I-2, evrimsel çözücü tarafından sunulan en uygun ve en az uygun çözümlerdir.

3. Sonuç

Şekil 5. Yapılı parselleri temsil eden farklı iterasyonların parsel dağılımı. Geri kalanı yeşil kalır.

3. Sonuç • Peyzaj, önerilen ana planın ayrılmaz bir parçası haline gelir ve yerel

kaynakları kullanarak kendi enerjisini üreten ve atık maddeleri yöneten, kendi kendini idame ettiren bir sistem oluşturmak için yeterli miktarda yeşil alan oluşturulmalıdır.

• Kendiliğinden sürdürülebilir bir ekolojik sistem, yeşil alanların dengeli dağılımına sahip olmalıdır.

3. Sonuç

Tablo 2. Ana planın arazi kullanımı dağılımı.

Önerilen masterplan, ormanlar, kentsel tarım arazileri ve parklar için ayrılan arazi kısımlarını ortaya koymaktadır (Tablo 2).

Peyzajın en büyük kısmı doğal eko-sistemin korunması için orman tarafından alınır.

Önerilen kentsel tarım arazisinin amacı, gıda arzından fayda sağlamaktır. Ek olarak, yeterli sayıda parklar bir çıktı olarak sunulmaktadır (Şekil 6).

Şekil 6. Masterplanın Sonuçları.

Sorular Soru 1- Ana plan engebeli olmayan, düz,iklimi hafif bir alanda

yapılmıştır. Bu çalışma daha engebeli ve iklim şartları daha farklı bir alanda yapılmış olsaydı sonuçlar bu koşullardan etkilenir miydi? Soru 2- Araştırma yönteminde modeli basitleştirmek ve

gereken bilgi işlem gücü ve çalışma süresini azaltmak için 2 parametre seçilmiştir. Başka hangi parametreler seçilebilirdi ve ne sonuç verirdi?(ışık, su kaynakları, altyapı) Soru 3- Yerleşim olmayan bir alanda yapılmış olan bu çalışma

gerçek veriler ile aynı şartlar altında(alan m2si popülasyon değeri) yapılmış olsaydı sonuç değişir miydi ?